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双输出 DC/DC 控制器结合了数字电源系统管理和模拟控制环路以实现 ±0.5% 的 Vout 准确度

作者:时间:2012-11-07来源:网络收藏

尽管电源对新式电子系统的可靠运行至关重要,但是在今天以数字方式的系统中,稳压器也许是最后一个仍然存在的“盲点”。就稳压器而言,很少有办法直接配置或监视关键电源系统运行参数。因此,希望全面数字的电源设计师必须使用混杂在一起的排序器、微器和电压监察器,以设定基本的稳压器启动和安全功能。目前已有数字可编程 转换器可用,特别是那些为 VRM 内核电源而设计并具备 VID 输出电压功能的转换器,但是这类有特定应用目标的转换器不能直接沟通重要的工作参数,例如实时电流。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/176010.htm

LTC3880 / LTC3880-1 结合了双输出同步降压型 和拥有通过基于 I2C 的 PMBus 总线使用全面的电源功能,这解决了复杂的电源系统管理问题。PMBus 可用来设定输出电压、电压裕度、开关频率、排序以及若干其他工作参数 (参见下面“PMBus控制”部分)。

双输出 DC/DC 控制器结合了数字电源系统管理和模拟控制环路以实现 ±0.5% 的 Vout 准确度

双输出 DC/DC 控制器结合了数字电源系统管理和模拟控制环路以实现 ±0.5% 的 Vout 准确度

图 1:采用外部功率 MOSFET 的双输出稳压器

LTC3880 还允许通过 16 位数据采集系统监视电源,这种方法可提供输入和输出电压及电流、占空比以及温度的数字回读,其中包括重要参数的峰值。LTC3880 还包括通过中断标志和非易失性存储器广泛的故障记录功能,非易失性存储器是一种“黑匣子”记录器,存储了在故障发生之前瞬间转换器的工作状态。

数字电源系统管理的一个主要好处是降低了设计费用,并加速了产品上市。LTC3880 / LTC3880-1 凭借免费提供和可下载的 LTpowerPlay™ 开发软件,极大地简化了复杂的多轨系统设计,该开发软件是一种基于 PC 的全面开发环境 (参见图 6)。在该环境中,在线测试 (ICT) 和电路板调试仅需要点击几下鼠标就可完成,而无需焊接到“白色导线”定位点中。由于可以使用实时遥测数据,所以可以立即得到设计结果,从而有可能预测电源系统故障,并立即采取预防性措施。

也许最重要的是,具备数字管理功能的 转换器允许设计师开发“绿色”电源系统,这类系统优化了能源利用率,同时满足系统性能目标 (计算速度、数据传输速率等等)。优化可以在负载点、电路板和机架上进行,甚至可以在安装阶段进行,从而降低了基础设施成本和产品整个寿命期内的总体拥有成本。

为了提供最佳性能调节,LTC3880 坚持采用精确的基准和温度补偿电流模式控制,以产生严格的 ± DC 输出电压。该控制促成了非常容易的补偿,经过了校准,以不受工作条件的影响,该环路还可逐周期限流,并产生快速和准确的电压及负载瞬态响应,在运用数字控制的产品中没有见到与 ADC 量化有关的误差。

LTC3880 具备内置的稳压器以提高集成度,而 LTC3880-1 允许使用外部偏置电压以实现最高效率。这两款器件都采用耐热增强型 6mm x 6mm QFN-40 封装,工作节温范围为 -40°C 至 105°C (E 级版本) 或 -40°C 至 125°C (I 级版本)。

控制环路确保同类最佳的稳压器性能

LTC3880 / LTC3880-1 是数字可编程以实现无数功能,这包括输出电压和电流限制设定点以及排序。控制环路尽管是纯的,但提供了最佳环路稳定性和瞬态响应,而不会产生数字控制环路的量化效应。图 2 比较了具备反馈控制环路的 IC 与具备数字反馈控制环路的 IC 之斜坡曲线。模拟环路有平滑的斜坡,而数字环路有离散的步进,由于量化效应,这可能导致稳定性问题、较慢的瞬态响应、在某些应用中需要更大的输出电容以及在 PWM 控制信号上有更大的输出纹波和抖动。

双输出 DC/DC 控制器结合了数字电源系统管理和模拟控制环路以实现 ±0.5% 的 Vout 准确度

图 2:LTC3880 的模拟控制环路与数字控制环路的比较

ANALOG CONTROL LOOP:模拟控制环路

ANALOG CURRENT WAVEFORM:模拟电流波形

FIXED:固定的

DIGITAL CONTROL LOOP:数字控制环路

DIGITAL RAMP:数字斜坡


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